(57)【要約】【課題】異方性反射特性を有するセルの集合により形成され、複数の図柄が多重化され、視覚効果が高い異方性反射媒体の作製に用いる図柄多重化装置等を提供する。【解決手段】セルグループ形成手段２３は、図柄ごとにセルグループを形成する。法線情報記録手段２５は、図柄に係る三次元形状を投影面に投影し、投影された各画素の法線方向に係る仰角および方位角を法線情報として記録する。法線情報変換手段２７は、法線情報に係るベクトルを、図柄ごとに特定の方位角を持つ法線投影面に投影し、投影されたベクトルに係る仰角を変換法線情報とする。条溝角度範囲割当手段２９は、図柄ごとに条溝角度範囲を割り当てる。版下データ作成手段３１は、条溝角度範囲に基づいて、変換法線情報のスケール変換を行い、セルごとの条溝角度を決定し、決定された条溝角度に基づいて、全てのセルグループに含まれるセル群の凹凸を表現する版下データを作成する。【選択図】図３
2010039048.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
異方性反射特性を有するセルの集合により形成され、複数の図柄が多重化される異方性反射媒体の作製に用いる図柄多重化装置であって、
前記図柄ごとにセルグループを形成するセルグループ形成手段と、
前記図柄に係る三次元形状を投影面に投影し、投影された各画素の法線方向に係る仰角および方位角を法線情報として記録する法線情報記録手段と、
前記法線情報に係るベクトルを、前記図柄ごとに特定の方位角を持つ法線投影面に投影し、投影されたベクトルに係る仰角を変換法線情報とする法線情報変換手段と、
前記セルグループごとに条溝角度範囲を割り当てる条溝角度範囲割当手段と、
前記条溝角度範囲に基づいて、前記変換法線情報をスケール変換することでセルごとに条溝角度を決定し、全てのセルグループに含まれるセル群の凹凸を表現する版下データを作成する版下データ作成手段と、
を具備することを特徴とする図柄多重化装置。
【請求項２】
前記条溝角度範囲割当手段は、複数の前記図柄に対応する条溝角度範囲が互いに重複しないように割り当てることを特徴とする請求項１に記載の図柄多重化装置。
【請求項３】
前記条溝角度範囲割当手段は、複数の前記図柄に対応する条溝角度範囲の一部が互いに重複するように割り当てることを特徴とする請求項１に記載の図柄多重化装置。
【請求項４】
前記条溝角度範囲割当手段は、一方の前記図柄に対応する条溝角度範囲が他方の前記図柄に対応する条溝角度範囲に含まれるように割り当てることを特徴とする請求項１に記載の図柄多重化装置。
【請求項５】
異方性反射特性を有するセルの集合により形成され、複数の図柄が多重化される異方性反射媒体の作製に用いる図柄多重化方法であって、
前記図柄ごとにセルグループを形成するステップと、
前記図柄に係る三次元形状を投影面に投影し、投影された各画素の法線方向に係る仰角および方位角を法線情報として記録するステップと、
前記法線情報に係るベクトルを、前記図柄ごとに特定の方位角を持つ法線投影面に投影し、投影されたベクトルに係る仰角を変換法線情報とするステップと、
前記セルグループごとに条溝角度範囲を割り当てるステップと、
前記条溝角度範囲に基づいて、前記変換法線情報をスケール変換することでセルごとに条溝角度を決定し、全てのセルグループに含まれるセル群の凹凸を表現する版下データを作成するステップと、
を含むことを特徴とする図柄多重化方法。
【請求項６】
前記条溝角度範囲を割り当てるステップは、複数の前記図柄に対応する条溝角度範囲が互いに重複しないように割り当てることを特徴とする請求項５に記載の図柄多重化方法。
【請求項７】
前記条溝角度範囲を割り当てるステップは、複数の前記図柄に対応する条溝角度範囲の一部が互いに重複するように割り当てることを特徴とする請求項５に記載の図柄多重化方法。
【請求項８】
前記条溝角度範囲を割り当てるステップは、一方の前記図柄に対応する条溝角度範囲が他方の前記図柄に対応する条溝角度範囲に含まれるように割り当てることを特徴とする請求項５に記載の図柄多重化方法。
【請求項９】
コンピュータを請求項１から請求項４のいずれかに記載の図柄多重化装置として機能させるプログラム。
【請求項１０】
請求項５から請求項８のいずれかに記載の図柄多重化方法によって作成された版下データに基づいて、前記セルの集合が形成され、複数の図柄が多重化された異方性反射媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、異方性反射特性を有するセルの集合により形成され、異なる条溝角度範囲を有する複数の図柄を割り当て多重化される異方性反射媒体の作製に用いる図柄多重化装置、図柄多重化方法、プログラムおよび当該異方性反射媒体に関する。
【背景技術】
【０００２】
通常の印刷物は、４色のインキを用いてカラーの印刷像を形成する。そして、被写体を撮影した画像を印刷する場合、被写体の立体感を効果的に再現するため、撮影時にライティングや被写体の向きを考慮し、画像に含まれる陰影やハイライトが適切な状態になるように細心の注意を払う。これは、平面に印刷された画像を観察する場合、人間の視覚が、画像に含まれる陰影やハイライトから被写体の立体感を認識するようになっているからである。しかしながら、ある部分の立体感を効果的に再現するためのライティングは別の部分の立体感を犠牲にするものであり、通常の印刷物では、ライティングと観察方向が固定された状況下の被写体の立体感しか再現することができない。
【０００３】
一方、紙、プラスチック、金属といった媒体上に、異方性反射現象を起こす異方性反射特性を有する画像を実体化し、画像を表現するという方法がある。
尚、異方性反射現象とは、媒体の平滑な表面に対し、向きの揃った細かい傷をつけると、媒体の表面に対して入射した光が正反射方向ではない方向に強く反射する現象をいう。以下、異方性反射現象を起こす性質を異方性反射特性ということとする。また、異方性反射現象が生じる表面を持つ媒体を異方性反射媒体ということとする。
【０００４】
異方性反射媒体の一種であるホログラムのような回折格子記録媒体を用いて画像を表現する方法が提案されている（例えば、特許文献１、特許文献２、特許文献３）。
【０００５】
特許文献１に記載されている方法では、回折格子が形成された画素を平面的に配置することにより、ホログラムパターンを記録している。このような画素を並べる方法を採ることにより、コンピュータによって任意のモチーフ画像を作成することができる。また、各画素内に形成する回折格子の画像パターンも、コンピュータによって作成することができ、最終的なホログラムパターン作成までの作業をすべてコンピュータによって処理することができる。
【０００６】
特許文献２に記載されている方法では、回折格子が形成された画素を平面的に配置することにより、多数の画素から構成されるカラー画像を記録している。記録媒体上には、もとのカラー画像の個々の画素に対応して多数の画素領域が定義される。この各画素領域内には、所定の回折格子が形成された画素パターンが割り付けられる。カラー画像を構成する各画素は、各色成分ごとに画素値をもっていて、各画素のもつ色成分は、回折格子のピッチにより表現されている。
【０００７】
特許文献３に記載されている方法では、記録すべき画像を構成する画素配列に対応させて複数の画素領域を配列してなる割付プレーンが定義している。一方、この画素領域もしくはこの画素領域に内包される所定の格子占有領域内に、所定ピッチおよび所定角度で格子線を配置することにより回折格子を形成してなる画素パターンが複数種類用意し、この割付プレーン内の各画素領域に用意した画素パターンのいずれかを割り付けることにより、１枚の回折格子記録媒体を形成している。
【０００８】
また、異方性反射現象を起こす異方性反射特性を有する画像を実体化し、画像の立体感を表現する方法が提案されている（例えば、特許文献４、特許文献５）。これらの方法は、異方性反射現象を利用して三次元形状の反射の変化を表現し、画像の立体感を表現する。
【０００９】
特許文献４に記載されている方法では、画面全体を微細なセルに分割し、各セルに対応する位置での三次元形状の法線方向に基づいて、各セルにおける万線の向きを決定している。そして、この万線を媒体に形成することで、媒体を観察するときに三次元的な反射像が得られる。尚、特許文献４では、異方性反射が滑らかに変化するように観察されるための工夫を行っている。
【００１０】
特許文献５に記載されている方法では、三次元形状の法線方向に基づいて、各位置における回折条溝の条溝角度を決定している。そして、この回折条溝を媒体に形成することで、同様の立体感が表現された回折条溝媒体が得られる。尚、特許文献５では、担当する色成分に応じた条溝ピッチの制御、または担当する色成分の濃度値に応じた条溝面積の制御を行い、三次元形状の色彩を表現する方法も記載されている。
【特許文献１】特開平０６−３３７６２２号公報
【特許文献２】特開平０８−０２１９０９号公報
【特許文献３】特開平０８−０７５９１２号公報
【特許文献４】特開２００７−２４０８３８号公報
【特許文献５】特願２００６−２２４９６５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
特許文献１、特許文献２、特許文献３に記載されている方法では、回折格子記録媒体上に形成されるパターンが光学的な干渉縞パターンではなく、単なる回折パターンであるため、二次元平面上の原画像を回折格子記録媒体上に表現することしかできず、原理的に三次元立体像を表現することはできない。
【００１２】
特許文献４、特許文献５に記載されている方法では、演出意図に基づいて決定された特定の撮影条件（ライティングを除く）において、特定方向に照明方向が変化したときの三次元形状の反射の様相を媒体上に再現することができる。しかしながら、特許文献４、特許文献５に記載されている方法では、ある三次元形状に対して、ライティングを除く撮影条件が単一、かつ照明方向に係る光源が単一の場合の照明方向の変化しか表現することができない。従って、視覚効果としては単調なものとなってしまい、意匠性が必ずしも高いとは言えない。
【００１３】
本発明は、前述した問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、異方性反射特性を有するセルの集合により形成され、複数の図柄が多重化され、視覚効果が高い異方性反射媒体の作製に用いる図柄多重化装置等を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
前述した目的を達成するために第１の発明は、異方性反射特性を有するセルの集合により形成され、複数の図柄が多重化される異方性反射媒体の作製に用いる図柄多重化装置であって、前記図柄ごとにセルグループを形成するセルグループ形成手段と、前記図柄に係る三次元形状を投影面に投影し、投影された各画素の法線方向に係る仰角および方位角を法線情報として記録する法線情報記録手段と、前記法線情報に係るベクトルを、前記図柄ごとに特定の方位角を持つ法線投影面に投影し、投影されたベクトルに係る仰角を変換法線情報とする法線情報変換手段と、前記セルグループごとに条溝角度範囲を割り当てる条溝角度範囲割当手段と、前記条溝角度範囲に基づいて、前記変換法線情報をスケール変換することでセルごとに条溝角度を決定し、全てのセルグループに含まれるセル群の凹凸を表現する版下データを作成する版下データ作成手段と、を具備することを特徴とする図柄多重化装置である。第１の発明に係る図柄多重化装置の使用をすることによって、異なる条溝角度範囲を有する複数の図柄を割り当て多重化される異方性反射媒体の作製に用いる版下データを作成できる。
【００１５】
第１の発明における前記条溝角度範囲割当手段は、複数の前記図柄に対応する条溝角度範囲が互いに重複しないように割り当ててもよい。これによって、異方性反射媒体に対する視線方向を変えていくと、ある視線方向を境にいままで観察していた図柄と異なる図柄を観察することができる。
【００１６】
第１の発明における前記条溝角度範囲割当手段は、複数の前記図柄に対応する条溝角度範囲の一部が互いに重複するように割り当ててもよい。これによって、異方性反射媒体上で図柄が観察できる状態から視線方向を変えていくと、ある視線方向を境に異なる図柄が同時に観察できるようになり、更に視線方向を変えていくと最初に見えていた図柄は観察できなくなる。
【００１７】
第１の発明における前記条溝角度範囲割当手段は、一方の前記図柄に対応する条溝角度範囲が他方の前記図柄に対応する条溝角度範囲に含まれるように割り当ててもよい。これによって、異方性反射媒体で図柄が観察できる状態から視線方向を変えていくと、ある視線方向を境に異なる図柄が同時に観察できるようになり、更に視線方向を変えていくと、最初の図柄だけが観察できる。
このように、複数の図柄を多重化することで、特殊な視覚効果のある異方性反射媒体を作製することができる。
【００１８】
第２の発明は、異方性反射特性を有するセルの集合により形成され、複数の図柄が多重化される異方性反射媒体の作製に用いる図柄多重化方法であって、前記図柄ごとにセルグループを形成するステップと、前記図柄に係る三次元形状を投影面に投影し、投影された各画素の法線方向に係る仰角および方位角を法線情報として記録するステップと、前記法線情報に係るベクトルを、前記図柄ごとに特定の方位角を持つ法線投影面に投影し、投影されたベクトルに係る仰角を変換法線情報とするステップと、前記セルグループごとに条溝角度範囲を割り当てるステップと、前記条溝角度範囲に基づいて、前記変換法線情報をスケール変換することでセルごとに条溝角度を決定し、全てのセルグループに含まれるセル群の凹凸を表現する版下データを作成するステップと、を含むことを特徴とする図柄多重化方法である。
【００１９】
第２の発明における条溝角度範囲を割り当てるステップは、複数の前記図柄に対応する条溝角度範囲が互いに重複しないように割り当ててもよい。これによる効果は、第１の発明の説明において前述したとおりである。
【００２０】
第２の発明における条溝角度範囲を割り当てるステップは、複数の前記図柄に対応する条溝角度範囲の一部が互いに重複するように割り当ててもよい。これによる効果は、第１の発明の説明において前述したとおりである。
【００２１】
第２の発明における条溝角度範囲を割り当てるステップは、一方の前記図柄に対応する条溝角度範囲が他方の前記図柄に対応する条溝角度範囲に含まれるように割り当ててもよい。これによる効果は、第１の発明の説明において前述したとおりである。
【００２２】
第３の発明は、コンピュータを第１の発明の図柄多重化装置として機能させるプログラムである。この第３の発明に係るプログラムをコンピュータにインストールすることによって、第１の発明に係る図柄多重化装置を得ることができる。
【００２３】
第４の発明は、第２の発明の図柄多重化方法によって作成された版下データに基づいて、前記セル集合が形成され、複数の図柄が多重化された異方性反射媒体である。この異方性反射媒体は、特殊な視覚効果があるものである。
【発明の効果】
【００２４】
本発明により、異方性反射特性を有するセルの集合により形成され、複数の図柄が多重化され、視覚効果が高い異方性反射媒体の作製に用いる図柄多重化装置等を提供することができる。そして、図柄多重化装置等を用いて作製された異方性反射媒体は、視線方向の変化に従い図柄が変化する意匠性の極めて高いものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下図面に基づいて、本発明の実施形態を詳細に説明する。
【００２６】
図１は、本発明の実施の形態に係る図柄多重化装置１を実現するコンピュータのハードウェア構成図である。尚、図１のハードウェア構成は一例であり、用途、目的に応じて様々な構成を採ることが可能である。
図柄多重化装置１は、制御部３、記憶部５、メディア入出力部７、通信制御部９、入力部１１、表示部１３、周辺機器Ｉ／Ｆ部１５等が、バス１７を介して接続される。
【００２７】
制御部３は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）等で構成される。
【００２８】
ＣＰＵは、記憶部５、ＲＯＭ、記録媒体等に格納されるプログラムをＲＡＭ上のワークメモリ領域に呼び出して実行し、バス１７を介して接続された各装置を駆動制御し、図柄多重化装置１が行う後述する処理（図１１等参照）を実現する。
ＲＯＭは、不揮発性メモリであり、コンピュータのブートプログラムやＢＩＯＳ等のプログラム、データ等を恒久的に保持している。
ＲＡＭは、揮発性メモリであり、記憶部５、ＲＯＭ、記録媒体等からロードしたプログラム、データ等を一時的に保持するとともに、制御部３が各種処理を行う為に使用するワークエリアを備える。
【００２９】
記憶部５は、ＨＤＤ（ハードディスクドライブ）であり、制御部３が実行するプログラム、プログラム実行に必要なデータ、ＯＳ（オペレーティングシステム）等が格納される。プログラムに関しては、ＯＳ（オペレーティングシステム）に相当する制御プログラムや、後述の処理に相当するアプリケーションプログラムが格納されている。
これらの各プログラムコードは、制御部３により必要に応じて読み出されてＲＡＭに移され、ＣＰＵに読み出されて各種の手段として実行される。
【００３０】
メディア入出力部７（ドライブ装置）は、データの入出力を行い、例えば、フロッピー（登録商標）ディスクドライブ、ＣＤドライブ（−ＲＯＭ、−Ｒ、−ＲＷ等）、ＤＶＤドライブ（−ＲＯＭ、−Ｒ、−ＲＷ等）、ＭＯドライブ等のメディア入出力装置を有する。
【００３１】
通信制御部９は、通信制御装置、通信ポート等を有し、コンピュータとネットワーク１９間の通信を媒介する通信インタフェースであり、ネットワーク１９を介して、他のコンピュータ間との通信制御を行う。
【００３２】
入力部１１は、データの入力を行い、例えば、キーボード、マウス等のポインティングデバイス、テンキー等の入力装置を有する。
入力部１１を介して、コンピュータに対して、操作指示、動作指示、データ入力等を行うことができる。
【００３３】
表示部１３は、ＣＲＴモニタ、液晶パネル等のディスプレイ装置、ディスプレイ装置と連携してコンピュータのビデオ機能を実現するための論理回路等（ビデオアダプタ等）を有する。
【００３４】
周辺機器Ｉ／Ｆ（インタフェース）部１５は、コンピュータに周辺機器を接続させるためのポートであり、周辺機器Ｉ／Ｆ部１５を介してコンピュータは周辺機器とのデータの送受信を行う。周辺機器Ｉ／Ｆ部１５は、ＵＳＢやＩＥＥＥ１３９４やＲＳ−２３２Ｃ等で構成されており、通常複数の周辺機器Ｉ／Ｆを有する。周辺機器との接続形態は有線、無線を問わない。
【００３５】
バス１７は、各装置間の制御信号、データ信号等の授受を媒介する経路である。
【００３６】
次に、図２を参照しながら、後述の説明にて用いる用語の意味を説明する。
図２は、異方性反射特性を有するセルの一例を示す図である。
【００３７】
異方性反射媒体は、例えば、微細な格子状のセル４１の集合により形成される。図４に示すように、セル４１は、例えば、４３をセル４１の一辺の長さとする正方形をなす。尚、セル４１の形状は、正方形に限定をするものではないが、正方形であれば特に問題が生じることはない。
【００３８】
セル４１内には、黒色で示された複数の条溝４５が形成される。条溝４５は、同一のセル４１内においては、条溝角度４７に従い、互いに平行である。また、４９を条溝４５の線幅、５１を条溝４５同士の間隔とすると、４９と５１とを足した長さが条溝ピッチ５３となる。尚、最終的に作製された異方性反射媒体において、黒色で示した部分、すなわち条溝４５は筋条に延びる凹溝を意味し、白色で示した部分、すなわち条溝４５以外を凸状に形成する。
【００３９】
次に、図３から図１０を参照しながら、図柄多重化装置１の機能を実現する構成について説明する。
図３は、図柄多重化装置１の機能の概要を示すブロック図である。図４は、セルグループの形成例を示す図である。図５は、投影面Ｓ１上の法線ベクトルＮ１を示す図である。図６は、法線ベクトルＮ１の法線投影面Ｓ２への投影を示す図、図７は、２つの図柄の条溝角度範囲のスケール変換の一例を示す図、図８は、２つの図柄を多重化した異方性反射媒体の条溝角度範囲の割当の第１の例を示す図、図９は、２つの図柄を多重化した異方性反射媒体の条溝角度範囲の割当の第２の例を示す図、図１０は、２つの図柄を多重化した異方性反射媒体の条溝角度範囲の割当の第３の例を示す図である。
【００４０】
図３に示すように、図柄多重化装置１は、三次元形状設計手段２１、セルグループ形成手段２３、法線情報記録手段２５、法線情報変換手段２７、条溝角度範囲割当手段２９、版下データ作成手段３１等を備える。
【００４１】
三次元形状設計手段２１は、異方性反射媒体の表面上に再現する所望の図柄に係る三次元形状を設計する。三次元形状設計手段２１は、一般に市販されているＣＧ（Ｃｏｍｐｕｔｅｒ  Ｇｒａｐｈｉｃ）ソフトウェアが有するモデリング機能に相当する。尚、多重化する複数の図柄が異なる三次元形状を有するものとする場合、それぞれの図柄に対して三次元形状の設計を行う。
【００４２】
セルグループ形成手段２３は、図柄ごとにセルグループを形成する。ここで、セルグループとは、特定の図柄の再現を担当するセルの集合である。
【００４３】
図４は、セルグループの形成例として、３通り示している。セルグループの形成は、複数の図柄に係るセルが異方性反射媒体上で均等に分布するように行うことが望ましい。これによって、複数の図柄に係る三次元形状を、異方性媒体上に概ね同じ程度の明るさで再現することができる。２つの図柄を多重化する場合、例えば、図４（１）に示すように、縦または横に隣接するセル同士が、異なるセルグループに属するように形成する。また、３つの図柄を多重化する場合、例えば、図４（２）に示すように、任意に抽出した３×３のセル群（黒の太線で図示）において、異なるセルグループに係るセルが３つずつ含まれるように形成する。また、４つの図柄を多重化する場合、例えば、図４（３）に示すように、任意に抽出した２×２のセル群（黒の太線で図示）において、異なるセルグループに係るセルが１つずつ含まれるように形成する。
尚、必ずしも複数の図柄に係るセルが異方性反射媒体上で均等に分布させる必要はなく、演出意図等により各図柄に係るセルの割合を調整しても良い。この場合、各図柄はそれぞれの図柄に係るセル数の割合に応じた明るさで再現されることとなる。また、この場合でも、単一のセルグループに属するセルの分布は偏りなく、空間的に均一に配置することが好ましい。
【００４４】
法線情報記録手段２５は、図柄に係る三次元形状を投影面に投影し、投影された各画素の法線方向に係る仰角および方位角を法線情報として記録する。一般に、ＣＧ製作過程では、モデリングによって作成されたデータから、ライティングやカメラの条件等を加味して最終的な画像を作成するレンダリングが行われる。従来のレンダリングでは、各画素におけるＲＧＢ色成分の輝度値を算出するが、法線情報記録手段２５は、投影された各画素の法線方向に係る仰角および方位角を算出し、これらを法線情報として記録する。
【００４５】
尚、多重化する複数の図柄が異なる三次元形状を有するものとする場合、図柄多重化装置１は、法線情報記録手段２５によって、それぞれの図柄に対して法線情報の記録を行う。
【００４６】
法線情報変換手段２７は、法線情報に係るベクトルを、図柄ごとに特定の方位角を持つ法線投影面に投影し、投影されたベクトルに係る仰角を変換法線情報とする。そして、変換法線情報は、後述する条溝角度範囲割当手段２９によって、スケール変換された後、後述する版下データ作成手段３１によって、条溝角度を決定する際に用いられる。これは、異方性反射媒体の表面上に三次元形状に対する照明光の反射の様相を表現するためには、法線情報を何らかの方法で条溝角度に継承させることが必要だからである。
【００４７】
尚、図柄多重化装置１は、法線情報変換手段２７によって、多重化する複数の図柄ごとに、法線情報の変換を行う。すなわち、多重化する複数の図柄が同一の三次元形状を有する場合であっても、図柄ごとに特定の方位角を持つ法線投影面を用いて、法線情報の変換を行う。但し、特定の方位角とは、図柄ごとに必ず異なる値ではなく、同一の値も含むものとする。
【００４８】
図５に示すように、法線ベクトルＮ１は、投影面Ｓ１上の点Ｐを始点とし、投影面Ｓ１に定義した座標系に対する方位角φと仰角ｋとで表現される。一方、条溝角度にて示される方向を持つベクトル（以下、「条溝方向ベクトル」と呼ぶ。）は、異方性反射媒体の表面上に定義される方位角のみで表現されることから、法線ベクトルＮ１に係る情報を全て継承することはできない。従って、法線情報変換手段２７は、法線ベクトルＮ１を所定の方位角（後述する図６のα）に投影して次元を減ずることにより、法線ベクトルＮ１に係る情報を、条溝方向ベクトルに継承させる。
【００４９】
図６に示すように、法線投影面Ｓ２は、投影面Ｓ１に対して垂直であり、方位角α方向に設けられた新たな投影面である。法線情報変換手段２７は、法線ベクトルＮ１を法線投影面Ｓ２に投影する。投影されたベクトルが、変換法線ベクトルＮ２である。そして、法線情報変換手段２７は、変換法線ベクトルＮ２の仰角ｔを算出する。仰角ｔの値は、後述する版下データ作成手段３１によって、条溝角度に継承される。尚、仰角ｔは、図６に示すように、Ｓ２内でＰを通過し、Ｓ１に垂直な線を基準（ｔ＝０度）とし、基準線と変換法線ベクトルＮ２とのなす角度によって定義する。
ここで、三次元形状の隠面は投影されないから、法線ベクトルＮ１の向きは、必ず点Ｐから見て投影面Ｓ１の表の方向になる。従って、仰角ｔは１８０度（−９０度≦ｔ≦９０度）の範囲を取り得るが、立体形状に含まれる最も形状の異なる部分が最も異なる角度を継承するために、９０度（−４５度≦θ≦４５度）の範囲に線形変換を施して、図柄の条溝角度範囲とする。
【００５０】
条溝角度範囲割当手段２９は、セルグループごとに条溝角度範囲を割り当てることにより、図柄を多重化する。割り当てる条溝角度範囲は、予め定められた値を記憶部５等に保持しておいても良いし、ユーザが入力部１１から入力できるようにしても良い。
【００５１】
図７の（１）、（２）は、図柄１，２について法線情報変換手段２７によって処理された条溝角度範囲を示しており、−４５度≦θ≦４５度である。図７の（３）に示すように、例えば図柄１に係るセルグループの条溝角度範囲±４５度は±θ１度、図７の（４）に示すように、図柄２に係るセルグループの条溝角度範囲±４５度は±θ２度の条溝角度範囲にスケール変換されることになる。ここで、異方性反射媒体上に形成できる条溝角度範囲を±θＫ度（通常は±９０度）とすると、θ１、θ２は、θＫ≧θ１、θＫ≧θ２となるようにする。作製された異方性反射媒体を観察すると、視線方向の変化に従い、観察できる図柄が変化するが、条溝角度範囲が広いほどその図柄が見える範囲が広くなり、図柄の変化も緩やかとなる。
【００５２】
図８から１０に示すように、セルグループ（図柄）ごとの条溝角度範囲の中心θｔ１度、θｔ２度は、異方性反射媒体上に形成できる条溝角度範囲±θＫ度の範囲内とする。
【００５３】
図８は、二つの図柄１、図柄２に対応する条溝角度範囲が互いに重複しないように割り当てた例を示している。図柄１が観察できる状態から視線方向を変えていくと、ある視線方向を境に、図柄１は観察できなくなり、図柄２が観察できるようになる。例えば、異方性反射媒体上に形成できる条溝角度範囲が±９０度とすると、図柄１、図柄２に対応する条溝角度範囲を±３０度にスケール変換し、図柄１に対応する条溝角度範囲を−７５度〜−１５度、図柄２を＋１５度〜＋７５度とする。
【００５４】
図９は、二つの図柄１、図柄２に対応する条溝角度範囲の一部が互いに重複するように割り当てた例を示している。図柄１が観察できる状態から視線方向を変えていくと、ある視線方向を境に図柄１、図柄２が同時に観察できるようになり、さらに視線方向を変えていくと図柄２のみが観察できるようになる。
【００５５】
図１０は、図柄２の条溝角度範囲が図柄１の条溝角度範囲に含まれるように割り当てた例を示している。図柄１が観察できる状態から視線方向を変えていくと、ある視線方向を境に図柄１、図柄２が同時に観察できるようになり、さらに視線方向を変えていくと図柄２が観察できなくなり図柄１のみが観察できる。このように、本実施の形態によって２つの図柄を多重化することで、特殊な視覚効果のある異方性反射媒体を作製することができる。
【００５６】
版下データ作成手段３１は、条溝角度範囲に基づいて、仰角ｔの値のスケール変換を行い、セルごとの条溝角度を決定する。スケール変換は、例えば、線形変換である。線形変換の場合、異方性反射媒体上へ割り当てる図柄ｉ（ｉ＝１〜ｎ）のセルごとの条溝方向ｆｉ（ｔ）は、ｆｉ（ｔ）＝ａｉ×ｔ＋θｔｉ（−１≦ａｉ≦１、ａｉ≠０）となる。ここで、ａｉ、及びθｔｉの値は、条溝角度範囲割当手段２９によって割り当てられたセルグループ（図柄）ごとの条溝角度範囲によって一意的に決まるものである。また、スケール変換は線形変換に限らず、例えば、単純増加関数、単純減少関数を用いた非線形変換でもよい。
【００５７】
また、版下データ作成手段３１は、セルごとに決定された条溝角度に基づいて、全てのセルグループに含まれるセル群の凹凸を表現する版下データを作成する。また、版下データ作成手段３１は、必要があれば、更に、セルグループ（図柄）ごとに条溝ピッチを決定する。例えば、セルグループ（図柄）ごとに異なる条溝ピッチを割り当てる場合、複数の図柄に係る三次元形状に照射した光の色が異なるものとして再現することができる。
版下データ作成手段３１は、図１１の説明にて後述するように、セルグループ形成手段２３、法線情報記録手段２５、法線情報変換手段２７、条溝角度範囲割当手段２９等で決定された情報に基づいて、版下データの作成を行う。
【００５８】
次に、図１１を参照しながら、図柄多重化装置１の動作の詳細について説明する。
図１１は、図柄多重化装置１が行う版下データ作成処理の流れを示すフローチャートである。
【００５９】
図１１に示すように、入力部１１および表示部１３等を介したユーザとの対話的処理を行い、三次元形状設計手段２１によって三次元形状の設計が行われた後（Ｓ１０１）、制御部３は、セルグループ形成手段２３によってセルグループの形成を行う（Ｓ１０２）。
【００６０】
次に、制御部３は、セルグループを選択し（Ｓ１０３）、選択したセルグループが担当する図柄に係る三次元形状を投影面に投影する（Ｓ１０４）。
【００６１】
次に、制御部３は、法線情報記録手段２５によって、Ｓ１０４で投影された三次元形状の各画素の法線方向に係る仰角および方位角を法線情報として記録する（Ｓ１０５）。そして、制御部３は、法線投影面の方位角を決定し（Ｓ１０６）、法線情報変換手段２７によって、法線情報に係るベクトルを、特定の方位角を持つ法線投影面に投影し、投影されたベクトルに係る仰角を変換法線情報とする（Ｓ１０７）。
Ｓ１０６に係る法線投影面の方位角は、入力部１１を介してユーザが指定した値でも良いし、記憶部５にデフォルト値として保持する値でも良い。
【００６２】
次に、制御部３は、セルグループごとの条溝角度範囲を割り当てる（Ｓ１０８）。割り当てる条溝角度範囲は、入力部１１を介してユーザが指定した値でも良いし、記憶部５にデフォルト値として保持する値でも良い。
【００６３】
次に、制御部３は、条溝ピッチを決定する（Ｓ１０９）。条溝ピッチは、入力部１１を介してユーザが指定した値でも良いし、記憶部５にデフォルト値として保持する値でも良い。また、条溝ピッチは、セルグループごとに同じ値を決定しても良いし、異なる値を決定しても良い。
【００６４】
次に、制御部３は、Ｓ１０３で選択したセルグループに含まれるセルを選択する（Ｓ１１０）。セルの選択は、例えば、版下データに表現されるセルの集合にＩＤを付与しておき、ＩＤの昇順に選択する。
【００６５】
次に、制御部３は、Ｓ１１０で選択したセルの条溝角度を決定する（Ｓ１１１）。条溝角度は、当該セルに対応する画素に係るものであって、制御部３が、Ｓ１０８において割り当てた条溝角度範囲に基づいて、Ｓ１０７の変換法線情報をスケール変換することで決定する。
【００６６】
次に、制御部３は、全てのセルについて処理が終了したかどうか確認する（Ｓ１１２）。
処理が終了していない場合、Ｓ１１０から繰り返す（Ｓ１１２のＮｏ）。
処理が終了している場合、Ｓ１１３に進む（Ｓ１１２のＹｅｓ）。
【００６７】
次に、制御部３は、全てのセルグループについて処理が終了したかどうか確認する（Ｓ１１３）。
処理が終了していない場合、Ｓ１０３から繰り返す（Ｓ１１３のＮｏ）。
処理が終了している場合、Ｓ１１４に進む（Ｓ１１３のＹｅｓ）。
【００６８】
次に、制御部３は、版下データを作成する（Ｓ１１４）。具体的には、制御部３は、Ｓ１０９において決定した条溝ピッチ、およびＳ１１１において決定した条溝角度等を基に、例えば、条溝を黒色、条溝以外の部分を白色で示した二値データを作成する。
以上のとおり、図柄多重化装置１は、異方性反射媒体の作製に用いる版下データを作成する。
【００６９】
次に、図１２を参照しながら、異方性反射媒体の作製工程について説明する。
図１２は、異方性反射媒体の作製工程を示す図である。
図１２に示すように、異方性反射媒体の作製工程は、Ｓ２０１の版下データ作成工程、Ｓ２０２の原版作製工程、およびＳ２０３の媒体作製工程が含まれる。
【００７０】
版下データ作成工程では、前述した図柄多重化装置１を用いて、版下データを作成する。詳細は前述したとおりである。
【００７１】
尚、版下データ作成工程では、図柄ごとに、対応するセルに係る条溝ピッチを決定する。更に、版下データ作成工程では、決定した条溝ピッチを基に、条溝の線幅と条溝同士の間隔を決定する。ここで、後述する原版作製工程、媒体作製工程における凹凸の形成方法によっては、版下データで表現された通りに凹凸が形成されるとは限らない。例えば、形成された凹状の条溝の部分の幅が、版下データに表現された条溝の線幅よりも広くなってしまう、またはその逆に狭くなってしまうことがある。従って、版下データ作成工程では、原版作製工程、媒体作製工程における凹凸の形成方法を考慮し、最終的に作製された異方性反射媒体において、条溝の線幅と条溝同士の間隔が、例えば、互いに略同一の長さとなるように版下データを作成する。
【００７２】
原版作製工程では、版下データ作成工程で作成された版下データを基に、媒体作製工程に合わせた原版を作製する。
版下データに表現された凹凸を原版に形成する方法としては、フォトリソグラフィによりフォトレジストを形成してエッチングを施したり、ＮＣ工作機械で切削するなどによりエンボス原版とすることができる。また、回折格子を対象とした場合、２光束干渉による方法、グレーティングプロット法、電子線描画装置を用いる方法等がある。これらの中では、セルの描画の精度が高く、ノイズが少ないことから、電子線描画装置を用いると良い。
【００７３】
媒体作製工程では、原版作製工程で作製された原版を用いて、異方性反射媒体を作製する。
媒体作製工程では、原版に形成された凹凸をＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）等の基材に転写する装置、凹凸に反射層を蒸着する装置、粘着剤や接着剤を塗工する装置等を用いる。
【００７４】
以上説明したように、本発明の実施の形態に係る図柄多重化装置１は、図柄ごとにセルグループを形成する。次に、図柄多重化装置１は、図柄に係る三次元形状を投影面に投影し、投影された各画素の法線方向に係る仰角および方位角を法線情報として記録する。次に、図柄多重化装置１は、法線情報に係るベクトルを、図柄ごとに特定の方位角を持つ法線投影面に投影し、投影されたベクトルに係る仰角を変換法線情報とする。次に、図柄多重化装置１は、図柄ごとに条溝角度範囲を割り当てる。次に、図柄多重化装置１は、条溝角度範囲に基づいて、変換法線情報のスケール変換を行い、セルごとの条溝角度を決定し、決定された条溝角度に基づいて、全てのセルグループに含まれるセル群の凹凸を表現する版下データを作成する。
【００７５】
そして、作成された版下データを基に原版を作製する原版作成工程、および原版作製工程で作製された原版を用いて異方性反射媒体を作製する媒体作製工程を行うことによって、複数の図柄が多重化された異方性反射媒体が作製される。
【００７６】
以上、添付図面を参照しながら、本発明に係る図柄多重化装置等の好適な実施形態について説明したが、本発明はかかる例に限定されない。当業者であれば、本願で開示した技術的思想の範疇内において、各種の変更例又は修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【図面の簡単な説明】
【００７７】
【図１】図柄多重化装置１を実現するコンピュータのハードウェア構成図
【図２】異方性反射特性を有するセルの一例を示す図
【図３】図柄多重化装置１の機能の概要を示すブロック図
【図４】セルグループの形成例を示す図
【図５】投影面Ｓ１上の法線ベクトルＮ１を示す図
【図６】法線ベクトルＮ１の法線投影面Ｓ２への投影を示す図
【図７】２つの図柄の条溝角度範囲のスケール変換の一例を示す図
【図８】２つの図柄を多重化した異方性反射媒体の条溝角度範囲の割当の第１の例を示す図
【図９】２つの図柄を多重化した異方性反射媒体の条溝角度範囲の割当の第２の例を示す図
【図１０】２つの図柄を多重化した異方性反射媒体の条溝角度範囲の割当の第３の例を示す図
【図１１】図柄多重化装置１が行う版下データ作成処理の流れを示すフローチャート
【図１２】異方性反射媒体の作製工程を示す図
【符号の説明】
【００７８】
１………図柄多重化装置
３………制御部
５………記憶部
７………メディア入出力部
９………通信制御部
１１………入力部
１３………表示部
１５………周辺機器Ｉ／Ｆ部
１７………バス
１９………ネットワーク
２１………三次元形状設計手段
２３………セルグループ形成手段
２５………法線情報記録手段
２７………法線情報変換手段
２９………条溝角度範囲割当手段
３１………版下データ作成手段
４１………セル
４３………セル４１の一辺の長さ
４５………条溝
４７………条溝角度
４９………条溝４５の線幅
５１………条溝４５同士の間隔
５３………条溝ピッチ
【図１】
2010039048.tif 000003
【図２】
2010039048.tif 000004
【図３】
2010039048.tif 000005
【図４】
2010039048.tif 000006
【図５】
2010039048.tif 000007
【図６】
2010039048.tif 000008
【図７】
2010039048.tif 000009
【図８】
2010039048.tif 000010
【図９】
2010039048.tif 000011
【図１０】
2010039048.tif 000012
【図１１】
2010039048.tif 000013
【図１２】
2010039048.tif 000014